Question

Какое значение имеют клубеньковые на корнях бобовых растений

Answer 1

В сложном процессе образования клубеньков принимают участие три фактора: два живых организма — бактерия и растение, между которыми устанавливаются тесные симбиотические взаимоотношения, и условия внешней среды. Каждый из этих факторов — активный участник процесса образования клубеньков. Одна из важных особенностей клубеньковых бактерий состоит в их способности выделять стимулирующие рост вещества. Благодаря неравномерному росту в начале заражения происходит искривление корневых волосков, а на последующих стадиях развития клубенька ростовые вещества бактерий способствуют интенсивному размножению тканей.
Вторая особенность клубеньковых бактерий — их способность проникать в корни определенных растений и вызывать образование клубеньков, иначе говоря, их инфекционная способность. Инфекционная способность как уже говорилось, неодинакова у разных рас клубеньковых бактерий. Роль бобовых растений в образовании клубеньков состоит в их способности выделять вещества, стимулирующие развитие клубеньковых бактерий определенных рас. На стадии заражения эти вещества способствуют проникновению бактерий в корень.
Развитие клубеньков разделяют на четыре стадии: заражение, образование клубенька, зрелость клубенька, и, наконец, его перерождение — дегенерация. Клубеньковые бактерии, проникнув в корни бобовых растений через корневые волоски, вызывают их изменение (они изгибаются в виде ручки зонтика) . Это изменение происходит под влиянием выделений клубеньковых бактерий (в состав выделений входит бетаиндолил уксусная кислота — гетероауксин) .
Клеточные оболочки корневых волосков растворяются, и проникшие внутрь бактерии располагаются в корневом волоске в виде тяжа, или так называемой инфекционной нити, которая представляет собой слизистую массу, состоящую из палочковидных клеток клубеньковых бактерий. Затем клубеньковые бактерии выходят из инфекционной нити и распространяются в клетках корней, активно размножаясь. Зараженные клетки корня и соседние клетки, находящиеся под их сильным стимулирующим влиянием, начинают интенсивно делиться. Наступает вторая стадия — развитие клубеньков.
Теперь о дальнейшей судьбе клубеньковых бактерий в корне заботится само растение. Бактерии расселяются в корне, совершенно не утруждая себя хлопотами: они пассивно переходят в новые клетки вместе с клеткой корня растения-хозяина при ее делении. После массового размножения клеток корня в нем наступает обособление (дифференциация) тканей. Это третья стадия. В корне можно различить четыре дифференцированные зоны: кора, зона меристемы (делящиеся клетки) , сосудистая ткань и бактериальная (бактероидная) ткань. Такое название внутренняя часть клубенька получила потому, что здесь имеются бактероиды — видоизмененные клетки клубеньковых бактерий. В настоящее время большинство ученых считают, что именно в бактероидной ткани происходит фиксация азота.
Клубеньки сохраняются на корнях бобовых недолго, особенно у однолетних культур. У многолетних бобовых растений (кустарников и деревьев) клубеньки могут сохраняться до 5—6 лет. Перерождение, или дегенерация, клубеньков происходит обычно постепенно. Разрушение тканей клубенька сопровождается растворением (лизисом) клубеньковых бактерий и клубеньков. Последние отделяются от бобового растения. Оставшиеся в живых клубеньковые бактерии покидают свой домик и переходят в почву.
Значение бобовых культур в повышении плодородия почвы совершенно ясно. Накапливая азот в почве, они препятствуют истощению его запасов. Особенно велика роль бобовых в тех случаях, когда они используются на зеленые удобрения.

Answer 2

Клубеньковые на корнях бобовых растений имеют важное значение для растений и окружающей среды. Клубеньки - это специализированные структуры, которые образуются на корнях некоторых растений семейства бобовых (Fabaceae) в результате симбиотического взаимодействия с нитрифицирующими бактериями рода Rhizobium.

Роль клубеньковых на корнях бобовых растений:

1. Фиксация атмосферного азота: Клубеньки содержат бактерии Rhizobium, которые способны фиксировать атмосферный азот и превращать его в доступную форму для растений. Это происходит благодаря процессу, называемому азотфиксацией, который позволяет растениям использовать азот для своего роста и развития. Азот является одним из основных питательных веществ для растений, и его доступность может оказывать значительное влияние на их продуктивность.

2. Улучшение плодородия почвы: Азот, фиксируемый бактериями Rhizobium в клубеньках, может быть использован не только растениями, но и другими организмами в почве. После смерти растений или их частей, азот из клубеньков может перейти в почву и стать доступным для других растений и микроорганизмов. Это способствует повышению плодородия почвы и поддержанию устойчивости экосистемы.

3. Снижение использования синтетических удобрений: Благодаря способности бобовых растений фиксировать азот, они могут снижать необходимость в использовании синтетических удобрений, которые могут иметь негативное влияние на окружающую среду. Это особенно важно с учетом проблемы загрязнения водных ресурсов нитратами, которые могут образовываться при использовании синтетических удобрений.

Примеры бобовых растений с клубеньками:

1. Горох (Pisum sativum): Горох является одним из наиболее известных представителей бобовых растений с клубеньками на корнях. Клубеньки гороха содержат бактерии Rhizobium, которые фиксируют азот и обеспечивают растение необходимыми питательными веществами.

2. Соя (Glycine max): Соя также образует клубеньки на корнях, которые содержат бактерии Rhizobium. Это делает сою важным источником азота для сельскохозяйственных систем и позволяет сократить использование синтетических удобрений.

3. Люпин (Lupinus): Люпин - еще одно бобовое растение, которое образует клубеньки на корнях. Они способствуют фиксации азота и улучшению плодородия почвы.

Заключение:

Клубеньковые на корнях бобовых растений играют важную роль в экосистеме, обеспечивая фиксацию атмосферного азота, улучшение плодородия почвы и снижение использования синтетических удобрений. Это делает бобовые растения с клубеньками ценными культурами в сельском хозяйстве и средством поддержания устойчивости экосистем.